超轻/超薄/宽频电磁波吸收材料：构建三维空心NiCo化合物@MXene复合结构

2. 在较低填充量下，复合材料的最小反射损耗可达–67.22 dB，有效吸收带宽可达6.72 GHz。

3. 通过调整填充量和Ti₃C₂Tₓ纳米片的负载量，可以实现对电磁参数以及吸波性能的调谐。

图1. 三维空心LDHT和TMOT复合材料的制备流程图。

制备的纳米笼结构与表征如图2(a-c)所示：较小的Ti₃C₂Tₓ MXene纳米片修饰在空心LDH/TMO片层结构的表面，而较大的MXene纳米片则充当连接桥梁，有利于构建三维导电网络。元素分布图(图2f)进一步证明了Co、Ni、Ti、C和O的均匀分布，这表明MXene成功组装在TMO表面。

图2. LDHT纳米笼的(a) TEM图，(d) HRTEM图；TMOT纳米笼的(b,c) TEM图，(e) HRTEM图，(f) 元素分布图。

本文构建的LDHIT复合材料的堆积密度为0.0484 g/cm⁻³，可以放在绿叶和芦苇絮上，是一种超轻质材料(图3)。

图3. LDHT复合材料放置在叶子和芦苇絮上的图片。

从Ti₃C₂Tₓ MXene的XRD图谱(图4a)中可以看到，位于39°处的最强峰消失，表明铝层被选择性去除；(0002)峰向较低的角度移动，证明剥落Ti₃C₂Tₓ纳米片的层间距离增大。静电自组装后，进一步向低角度方向移动的(0002)强有力地表明3D空心NiCo LDH的引入有效地减轻了MXene纳米片的自堆积。从Ti 2p高分辨XPS图谱(图4f)可知，Ti-O键的含量从Ti₃C₂Tₓ MXene中的4.28 %增加到TMOT中的41.54 %，而XRD图谱中并没有检测到TiO₂峰，这表明Ti₃C₂Tₓ MXene和NiCo TMO的成功结合是通过强共价键相互作用。

图4. (a,b) XRD谱图以及Ti₃C₂Tₓ和NiCo TMO@MXene复合材料的XPS图谱：(c) C 1s，(d) Co 2p，(e) Ni 2p和(f) Ti 2p。

良好的吸波材料应具有适当的阻抗匹配和优异的衰减常数。Ti₃C₂Tₓ MXene和NiCo LDH由于其自身的局限性展现出较差的吸波能力，优化后的LDHT复合材料具有显著提高的微波吸收性能。在厚度仅为2.10 mm时，LDHT-9 (图5c)的最小反射损耗为–36.88 dB，有效吸收带宽高达6.72 GHz，覆盖整个Ku波段。热处理后，TMOT-21在1.70 mm时最小反射损耗可达–67.22 dB (图6和7)。

IV 三维空心NiCo TMO@MXene复合材料的吸波机理

图8. NiCo TMO@MXene复合材料的微波吸收机理示意图。